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公開番号2025041459
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148775
出願日2023-09-13
発明の名称水処理装置及び水処理方法
出願人住友重機械エンバイロメント株式会社
代理人弁理士法人雄渾
主分類C02F 3/12 20230101AFI20250318BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】本発明の課題は、被処理水中の窒素成分を間欠曝気処理する水処理において、1サイクル内における硝化と脱窒を十分に進行させ、処理効率の最適化を図ることができる水処理装置及び水処理方法を提供することである。
【解決手段】上記課題を解決するために、被処理水中の窒素成分を間欠曝気運転により除去する水処理において、曝気及び曝気停止下での撹拌に係る運転を1サイクルとし、あらかじめ決められた1サイクルの処理時間において、硝酸性窒素濃度あるいはアンモニア性窒素濃度の測定結果に基づき、処理槽の排出機構に係る操作及び/又は処理槽への被処理水の投入に係る時間を制御する水処理装置及びこの装置を用いた水処理方法を提供する。
本発明によれば、特に硝化を十分に進行させ、処理槽外への未処理の窒素成分の排出や、未処理の窒素成分が残存したままでの継続処理を抑制し、間欠曝気処理に係る処理効率の最適化を可能とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被処理水中の窒素成分を間欠曝気運転により除去する水処理装置であって、
曝気及び曝気停止下での撹拌に係る運転を１サイクルとし、あらかじめ決められた１サイクルの処理時間において、硝酸性窒素濃度あるいはアンモニア性窒素濃度の測定結果に基づき、処理槽の排出機構に係る操作を制御することを特徴とする、水処理装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
被処理水中の窒素成分を間欠曝気運転により除去する水処理装置であって、
曝気及び曝気停止下での撹拌に係る運転を１サイクルとし、あらかじめ決められた１サイクルの処理時間において、硝酸性窒素濃度あるいはアンモニア性窒素濃度の測定結果に基づき、処理槽への被処理水の投入に係る時間を制御することを特徴とする、水処理装置。
【請求項３】
被処理水中の窒素成分を間欠曝気運転により除去する水処理装置であって、
曝気及び曝気停止下での撹拌に係る運転を１サイクルとし、あらかじめ決められた１サイクルの処理時間において、硝酸性窒素濃度あるいはアンモニア性窒素濃度の測定結果に基づき、処理槽の排出機構に係る操作及び処理槽への被処理水の投入に係る時間を制御することを特徴とする、水処理装置。
【請求項４】
前記制御に際し、硝酸性窒素濃度及びアンモニア性窒素濃度の測定結果を用いることを特徴とする、請求項１～３にいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
被処理水中の窒素成分を間欠曝気運転により除去する水処理方法であって、
曝気及び曝気停止下での撹拌に係る運転を１サイクルとし、あらかじめ決められた１サイクルの処理時間において、硝酸性窒素濃度あるいはアンモニア性窒素濃度の測定結果に基づき、処理槽の排出機構に係る操作を制御する制御ステップを備えることを特徴とする、水処理方法。
【請求項６】
被処理水中の窒素成分を間欠曝気運転により除去する水処理方法であって、
曝気及び曝気停止下での撹拌に係る運転を１サイクルとし、あらかじめ決められた１サイクルの処理時間において、硝酸性窒素濃度あるいはアンモニア性窒素濃度の測定結果に基づき、処理槽への被処理水の投入に係る時間を制御する制御ステップを備えることを特徴とする、水処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関するものである。特に、被処理水中の窒素成分の硝化脱窒工程に係る水処理装置及び水処理方法である。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
排水処理に係る処理手段は様々なものが知られており、排水中の除去対象成分に応じて処理手段を選択することが行われている。例えば、排水中の除去対象成分として窒素成分が含まれている場合の処理手段の一つとして、硝化脱窒工程が挙げられる。
【０００３】
このような硝化脱窒工程としては、活性汚泥を用い、被処理水中の窒素成分を窒素ガスに還元する生物学的硝化脱窒工程が挙げられる。この活性汚泥を用いた生物学的硝化脱窒工程は、好気条件下で硝化菌によりアンモニア性窒素が硝酸性窒素や亜硝酸性窒素に硝化される硝化工程と、嫌気条件下で脱窒菌により硝酸性窒素や亜硝酸性窒素が窒素ガスに還元される脱窒工程とからなる処理として知られている。
【０００４】
この生物学的硝化脱窒工程の一つとして、窒素成分を含む被処理水に対し、空気曝気と曝気停止を交互に繰り返し、好気条件下における硝化工程と嫌気条件下における脱窒工程を１サイクルとした処理を行う間欠曝気処理が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、窒素成分を含む被処理水の硝化脱窒工程として、間欠曝気処理によるものが記載されている。また、特許文献１には、間欠曝気処理を行う反応槽内のｐＨを経時的に測定し、間欠曝気処理の１サイクルにおけるｐＨの最大値と最小値の差分があらかじめ定めた値を下回った場合に、反応槽への被処理水の供給量を低減させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－３６５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されるような間欠曝気処理に用いられる水処理装置は、１槽内で処理を行うことができ、装置の小型化が容易であることが知られている。このため、間欠曝気処理による水処理は、窒素成分を含む被処理水の処理に広く活用されている。
【０００８】
また、間欠曝気処理による水処理は、１槽内で空気曝気と曝気停止を行うことで、好気条件下における硝化工程と嫌気条件下における脱窒工程という２段階の処理工程を進行させるものであり、処理工程に係る運転管理が重要である。このため、硝化工程及び脱窒工程の進行に係る処理状態を把握し、安定した運転を維持するための制御を行う必要がある。
【０００９】
特許文献１では、間欠曝気処理における処理状態を把握するために、ｐＨを指標として用いている。しかし、ｐＨを指標とする場合、被処理水の処理状態を間接的に評価するものであることから、間欠曝気処理における運転制御が十分に最適化されているとは言い切れない。
【００１０】
また、間欠曝気処理は、硝化と脱窒に係る処理が瞬時に切り替わるものではなく、さらに硝化と脱窒のほかにも有機物分解が生じるものである。そして、本発明者らは、間欠曝気処理における硝酸性窒素濃度及びアンモニア性窒素濃度の測定を行い、間欠曝気処理中の窒素の挙動を可視化したところ、この有機物分解に係る処理が硝化に係る処理よりも優勢になる（処理速度が速い）ことにより、１サイクル内で十分な硝化が進行しないままに処理が継続されることがあるという知見を得た。そのため、間欠曝気処理において被処理水の処理効率を向上させるためには、被処理水の処理状態を直接的に把握することだけではなく、１サイクル内で十分な硝化及び脱窒に係る処理を可能とするよう、制御対象となる運転内容に関して適切な選択及び運転制御を行う必要があることを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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